可溶解的桥塞组件制造技术

桥塞组件包括：T形套管，该T形套管包括底座和杆；锥形套管，该锥形套管具有锥形部并且限定配置成接收杆的孔；模制组件，该模制组件在锥形部上从初始位置可移动到设定位置；以及密封件。锥形部配置成楔形件，从而当在设置过程期间迫使杆进入锥形部中时，模制组件和密封件在锥形部上从初始位置移动到设定位置以及通过锥形部的楔塞作用而径向向外地朝向井管扩展。模制组件包括与弹性体包覆成型的、具有多个滑动段的滑动组件。所有的部件由可溶解材料制成，从而随着时间将井管重新打开到其原始内径。

Dissolvable bridge plug assembly

The bridge plug assembly consists of a T shaped casing, which includes a base and a rod, a conical sleeve with a conical sleeve with a conical part and a hole configured to be a receiving rod; a mold assembly that can be moved from an initial position to a set position on a conical part; and a seal. The conical part is configured to be a wedge, so that when the rod is forced into the conical part during the setting process, the molding component and the seal are moved from the initial position to the set position on the conical part and in a radial direction to the well tube through the tapered part. The molding assembly includes a slip assembly with elastomers coated with a plurality of sliding segments. All the components are made of dissolvable material, so that the well pipe is re opened to its original inner diameter with time.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可溶解的桥塞组件相关申请本申请要求在2015年9月8日递交的美国临时申请No.62/215,209的权益，该美国临时申请通过引用并入在本文中。
本专利技术涉及在钻井作业和其它油井服务期间使区域隔离的下向钻孔柱塞密封件、且尤其涉及可溶解的桥塞组件类型的下向钻孔柱塞密封件。
技术介绍
在石油和天然气钻井作业中，各种各样的下向钻孔工具用于这类钻井系统的制造、操作和维护。下向钻孔工具的一个示例为柱塞密封件，该柱塞密封件可以用于密封钻井的特定部分且使这些特定部分与该井的其它部分隔离。使一个井部分(例如，下向钻孔部分)与另一个井部分(例如，上向钻孔部分)完全隔离的密封塞(完全地阻断这两个部分之间的流动)通常被称为桥塞。其它类型的柱塞密封件可以允许沿着特定方向(例如下游)的流动，但是阻断沿着其它方向(例如上游)的流动。柱塞密封件可以为永久性的、或可以为非永久性溶解的或以其它方式可去除的柱塞密封件。水力压裂法(通常被称为“压裂”或“水力压裂”)变为石油和天然气井增产措施的常规方法，该方法可以采用桥塞对井的不同部分进行操作。例如，桥塞可以位于外井管内，从而将井的下向钻孔部分与该井的上向钻孔部分隔离。在上向钻孔部分中，井管可以包括开入周围岩层中的多个横向孔。在水力压裂过程中，将加压流体向下泵送到井中。在桥塞处，阻断流体从上向钻孔部分行进到下向钻孔部分中，使井加压。在这类压力下，迫使流体穿过上向钻孔井管中的多个孔而进入相邻岩层中。进入岩层中的加压流转而造成裂纹，可以从这些裂纹提取石油和天然气。然而，传统的可溶解桥塞已证明在特定方面中是有缺陷的。明显对降低与钻井处理相关联的成本感兴趣，以及已采用可溶解桥塞，从而井管可以打开而无需磨铣掉以允许流动，这可以为昂贵的。然而，传统的可溶解桥塞通常导致显著小于原始井管内径的直径。另外，可溶解材料趋向于比不可溶解材料薄弱，这使得更难以提供有效的可溶解桥塞，导致相对较大且材料密集的组件，这提高了成本。
技术实现思路
本专利技术提供了克服传统配置的缺陷的增强型可溶解的桥塞组件。本专利技术的可溶解的桥塞组件临时地以高效率使井管的截面隔离，然后完全溶解以基本上恢复完整的井管内径，而无任何进一步磨铣或可比拟的干预。另外，本专利技术的可溶解的桥塞组件在井管内提供有效密封，其中，如相比于传统配置，部件尺寸减小和/或材料量减少且因此成本更少。桥塞组件包括接收在锥形套管内的T形套管。桥塞组件还包括模制组件和附加密封件，该模制组件包括与弹性体包覆成型的滑动组件。模制组件初始放置成部分地包围T形套管的杆部且在锥形套管的锥形部上延伸。在设置过程期间，设置工具将T形套管和锥形套管接合。这促进模制组件和密封件在锥形套管的锥形部上移动，以及锥形部的楔塞作用引起模制组件和密封件的扩展。最后，该扩展引起滑动组件咬入或以其它方式紧抓井管的内径，其中，弹性体填充在由此扩展的滑动组件的滑动段之间的间隙中。类似地，密封件扩展且被压缩以提供对井管的密封。桥塞组件的部件由可溶解材料制成，且随着时间推移，桥塞组件溶解，从而将井管基本上打开到其原始直径。因此，本专利技术的一个方面为桥塞组件。在示例性实施方式中，该桥塞组件包括：T形套管，该T形套管包括底座和从该底座延伸的杆；锥形套管，该锥形套管具有锥形部且限定配置成接收T形套管的杆的孔；可扩展的模制组件，该可扩展的模制组件在锥形部上从初始位置可移动到设定位置；以及密封件，该密封件定位成邻近该模制组件。在初始位置上，模制组件至少部分地包围所述杆和所述锥形部。所述锥形部配置成楔形件，从而当在设置过程期间迫使T形套管的杆进入锥形套管的锥形部中时，模制组件和密封件在锥形部上从初始位置移动到设定位置以及通过锥形部的楔塞作用而径向向外扩展。桥塞组件的所有部件由可溶解材料制成，从而随着时间将井管重新打开到其原始内径。模制组件可以包括与弹性体包覆成型的滑动组件。滑动组件可以包括配置成环形阵列的多个滑动段，以及当模制组件扩展而从初始位置移动到设定位置时，弹性体填充在滑动段之间形成的间隙。各个滑动段的外表面咬入或以其它方式紧抓井管的内表面以将桥塞组件锁定就位。本专利技术的另一方面为一种用于桥塞组件的设置方法。在示例性实施方式中，该设置方法包括如下步骤：提供桥塞组件；将所述桥塞组件连接到设置工具且将所述桥塞组件定位在井管内的预期位置上；以及驱动所述设置工具以通过迫使T形套管的杆进入锥形套管的锥形部中而使所述T形套管和所述锥形套管接合。该锥形部配置成楔形件，从而当通过驱动设置工具而迫使T形套管的杆进入锥形套管的锥形部中时，模制组件和密封件在锥形部上从初始位置移动到设定位置以及通过锥形部的楔塞作用而径向向外朝向井管扩展，从而将井管的上向钻孔部分与井管的下向钻孔部分隔离。参照如下说明书和附图，本专利技术的这些特征和其它特征将显而易见。在说明书和附图中，详细地公开了本专利技术的具体实施方式，如表示采用本专利技术的原理的一些方式，但是要理解在范围上未对应地限制本专利技术。而是，本专利技术包括落在所附权利要求的精神和条款内的所有变化、修改和等效物。相对于一个实施方式所描述和/或示出的特征可以以相同方式或以类似方式被用在一个或多个其它实施方式中和/或与其它实施方式的特征组合或代替其它实施方式的特征。附图说明图1为示出根据本专利技术的实施方式的示例性可溶解的桥塞组件的等距截面图的图。图2为示出图1的示例性可溶解的桥塞组件的侧截面图的图。图3为示出根据本专利技术的实施方式的图1和图2的桥塞组件的模制装配部件的等距视图的图。图4为示出图3的模制装配部件的侧截面图的图。图5为示出用在桥塞组件中的根据本专利技术的实施方式的示例性滑动组件的等距视图的图。图6为示出与图5的滑动组件隔离的示例性滑动段的图。图7为从边缘视图示出图6的示例性滑动段的图。具体实施方式现在将参照附图描述本专利技术的实施方式，其中，贯穿全文，相同附图标记用于指代相同元件。将理解，这些图不一定按比例绘制。图1为示出根据本专利技术的实施方式的示例性可溶解的桥塞组件10的等距截面图的图。图2为示出图1的示例性可溶解的桥塞组件10的侧截面图的图。桥塞组件10的部件由可溶解材料制成以提供临时桥塞，该临时桥塞在一段时间后溶解以重新打开钻井段而无需任何附加干预。完全可溶解的桥塞组件导致隔离段的井管基本上重新打开到其原始直径。如下文进一步详述，桥塞组件10的多个部分由可溶解的刚性材料且尤其可溶解的金属合金制成。这类材料的示例包括可降解的铝合金、可降解的镁合金、可降解的刚性聚合物(比如聚乙醇酸(PGA))、和类似材料。其它部件可以执行密封功能或以其它方式为弹性的，且因此由可溶解的弹性材料制成，包括例如溶解弹性体，诸如在公布的专利申请US2012/0142884中所描述的PGCL/HDI，或其它可比拟的材料。如上所述，在使用期间，桥塞组件10溶解，从而井管孔最终可以基本上打开回到其完整孔内径。通常，在示例性实施方式中，桥塞组件包括：T形套管，该T形套管包括底座和从该底座延伸的杆；锥形套管，该锥形套管具有锥形部并且限定配置成接收T形套管的杆的孔；可扩展的模制组件，该可扩展的模制组件在锥形部上可以从初始位置移动到设定位置；以及密封件，该密封件定位成邻近该模制组件。在初始位置上，模制组件至少部分地包围杆和锥形部。锥形部配置成楔形件，从而当在设本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种桥塞组件，包括：T形套管，所述T形套管包括底座和从所述底座延伸的杆；锥形套管，所述锥形套管具有锥形部且限定配置成接收所述T形套管的所述杆的孔；以及可扩展的模制组件，所述可扩展的模制组件能够在所述锥形部上从初始位置移动到设定位置，其中，在所述初始位置上，所述模制组件至少部分地包围所述杆和所述锥形部；以及其中，所述锥形部配置成楔形件，从而当在设置过程期间迫使所述T形套管的所述杆进入所述锥形套管的所述锥形部中时，所述模制组件在所述锥形部上从所述初始位置移动到所述设定位置以及通过所述锥形部的楔塞作用而径向向外扩展。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.09.08 US 62/215,2091.一种桥塞组件，包括：T形套管，所述T形套管包括底座和从所述底座延伸的杆；锥形套管，所述锥形套管具有锥形部且限定配置成接收所述T形套管的所述杆的孔；以及可扩展的模制组件，所述可扩展的模制组件能够在所述锥形部上从初始位置移动到设定位置，其中，在所述初始位置上，所述模制组件至少部分地包围所述杆和所述锥形部；以及其中，所述锥形部配置成楔形件，从而当在设置过程期间迫使所述T形套管的所述杆进入所述锥形套管的所述锥形部中时，所述模制组件在所述锥形部上从所述初始位置移动到所述设定位置以及通过所述锥形部的楔塞作用而径向向外扩展。2.根据权利要求1所述的桥塞组件，其中，所述模制组件包括与弹性体包覆成型的滑动组件。3.根据权利要求2所述的桥塞组件，其中，所述滑动组件包括配置成环形阵列的多个滑动段，以及当所述模制组件扩展而从所述初始位置移动到所述设定位置时，所述弹性体填充在所述滑动段之间形成的间隙。4.根据权利要求3所述的桥塞组件，其中，每个滑动段具有配置成接收所述弹性体的相对端部的相对的阶梯式端部。5.根据权利要求4所述的桥塞组件，其中，所述阶梯式端部具有不同外径。6.根据权利要求3至5中任一项所述的桥塞组件，其中，每个滑动段具有锥形表面，当所述模制组件从所述初始位置移动到所述设定位置时，所述锥形表面借助所述楔塞作用与所述锥形套管的所述锥形部相互作用。7.根据权利要求3至6中任一项所述的桥塞组件，其中，每个滑动段具有带角度面，所述带角度面包括浮凸面，以及相邻的滑动段的浮凸面为镜像以提供在所述环形阵列内的相邻的滑动段的重叠区域。8.根据权利要求1至7中任一项所述的桥塞组件，还包括环形密封件，所述环形密封件包围所述锥形套管的所述锥形部且定位成邻近所述模制组件，其中，当所述模制组件从所述初始位置移动到所述设定位置时，所述密封件通过所述锥形部的所述楔塞作用而径向向外扩展。9.根据权利要求1至8中任一项所述的桥塞组件，其中，所述T形套管限定配置成接收设置工具的通孔。10.根据权利要求1至9中任一项所述的桥塞组件，其中，所述锥形套管具有带有倾斜内径的端部，所述倾斜内径配置成用于接收密封球的座表面。11.根据权利要求1至10中任一项所述的桥塞组件，其中，所述T形套管和所述锥形套管配置成以干涉配合而接合在一起。12.根据权利要求1至11中任一项所述的桥塞组件，其中，所述T...

【专利技术属性】
技术研发人员：保罗·杜津斯基，
申请(专利权)人：派克汉尼芬公司，
类型：发明
国别省市：美国,US